Цианокобаламин (витамин B12)¶

Цианокобаламин — синтетическая форма витамина B12, водорастворимое биологически активное соединение класса кобаламинов, содержащее в молекуле атом кобальта и цианогруппу. Применяется в медицине как лекарственное средство для лечения и профилактики B12-дефицитных состояний, а в пищевой промышленности используется для обогащения продуктов. В организме человека цианокобаламин превращается в активные коферментные формы — метилкобаламин и аденозилкобаламин, участвующие в кроветворении, синтезе ДНК и метаболизме жирных кислот.

¶Химическая структура

Молекулярная формула цианокобаламина — C₆₃H₈₈CoN₁₄O₁₄P, молярная масса около 1355 г/моль. В основе молекулы лежит корриновое кольцо — тетрапиррольная структура, в центре которой расположен атом кобальта. Сверху к атому металла присоединена цианогруппа (CN), снизу — нуклеотидный фрагмент (5,6-диметилбензимидазол, связанный с рибозой и фосфатной группой).

Цианокобаламин представляет собой тёмно-красные кристаллы без запаха. Он хорошо растворяется в воде и этаноле, устойчив в слабокислой среде, но разрушается под действием света, сильных окислителей и восстановителей. Именно цианогруппа придаёт соединению относительную химическую стабильность, что делает его удобным для производства лекарственных препаратов, тогда как природные формы (гидроксокобаламин, метилкобаламин) менее устойчивы.

¶История открытия

В 1926 году американские врачи Джордж Майнот и Уильям Мёрфи обнаружили, что употребление больших количеств сырой печени облегчает течение пернициозной (злокачественной) анемии. За это открытие они вместе с Джорджем Уиплом получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1934 году. В 1948 году Карл Фолькерс и Эдвард Рикес выделили из печени кристаллическое вещество красного цвета, названное витамином B12. В 1956 году Дороти Ходжкин определила его пространственную структуру методом рентгеновской кристаллографии, за что была удостоена Нобелевской премии по химии в 1964 году. Полный химический синтез цианокобаламина осуществил в 1972 году Роберт Вудворд с группой исследователей.

¶Биологическая роль

В организме цианокобаламин выполняет функции кофермента в двух ключевых реакциях:

• Синтез метионина — метилкобаламин участвует в превращении гомоцистеина в метионин при участии фермента метионинсинтазы.
• Метаболизм метилмалонил-КоА — аденозилкобаламин обеспечивает изомеризацию метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА.

Витамин B12 необходим для нормального кроветворения (участвует в созревании эритроцитов), поддержания целостности миелиновых оболочек нервов и синтеза ДНК. Суточная потребность взрослого человека составляет около 2–3 мкг.

¶Источники и всасывание

Основные природные источники витамина B12 — продукты животного происхождения: печень, мясо, рыба, яйца, молоко. Растения его не синтезируют; исключение составляют некоторые обогащённые продукты и ферментированные соевые изделия.

Всасывание цианокобаламина в кишечнике происходит при участии внутреннего фактора Касла — гликопротеина, вырабатываемого париетальными клетками желудка. Комплекс «витамин — внутренний фактор» захватывается рецепторами подвздошной кишки. При недостатке внутреннего фактора развивается пернициозная анемия.

¶Применение в медицине

Цианокобаламин выпускается в виде растворов для инъекций (подкожных, внутримышечных, внутривенных) и таблеток. Показания к применению:

Препарат вводят в дозах от 100 до 1000 мкг в сутки в зависимости от тяжести состояния. Курс лечения определяется врачом. При длительном применении возможны аллергические реакции, редко — тромбоз, крапивница, головная боль.

¶Пищевая промышленность

Цианокобаламин используется для обогащения пищевых продуктов: сухих завтраков, энергетических напитков, детского питания, вегетарианских заменителей мяса. В маркировке обычно указывается как «витамин B12» или E101. Добавка синтезируется промышленно путём бактериальной ферментации с использованием микроорганизмов, например Propionibacterium freudenreichii или Pseudomonas denitrificans.

¶Дефицит и передозировка

Недостаток витамина B12 проявляется мегалобластной анемией, слабостью, бледностью, покалыванием в конечностях, нарушением памяти, депрессией. Группы риска: вегетарианцы и веганы, пожилые люди, пациенты после операций на желудке, лица с болезнью Крона, целиакией, а также длительно принимающие метформин или ингибиторы протонной помпы.

Токсичность цианокобаламина низкая: избыток выводится с мочой. Случаи передозировки при парентеральном введении крайне редки, однако описаны аллергические реакции и повышение свёртываемости крови.

¶Правовой статус и регулирование

Цианокобаламин включён в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов (ЖНВЛП) в Российской Федерации. В США и странах ЕС он зарегистрирован как пищевая добавка и безрецептурное средство. Всемирная организация здравоохранения включает его в список основных лекарственных средств.

¶Синтез и производство

Промышленное получение цианокобаламина основано на микробиологическом синтезе. Бактерии культивируют в питательной среде, содержащей соли кобальта и предшественники корринового кольца. После ферментации витамин экстрагируют, очищают хроматографией и кристаллизуют. Добавление цианида натрия на финальной стадии превращает природные формы в стабильный цианокобаламин. Мировое производство сосредоточено преимущественно в Китае, Индии и странах Европы.

¶Интересные факты

• Цианокобаламин — единственный витамин, содержащий в молекуле атом металла.
• Именно красный цвет кристаллов дал название группе кобаламинов (от лат. cobaltum).
• Синтез витамина B12 осуществляют только бактерии и археи; ни растения, ни грибы, ни животные его не производят самостоятельно.